摘要:本文結合多年的施工經驗并以目前正在建設的某橋樁基施工為例,對鉆孔灌注樁的施工技術進行了探討。
關鍵詞:鉆孔灌注樁;橋梁樁基礎;施工
1 施工準備工作
1.1 場地準備
施工前將場地平整好,以便安裝鉆機。本橋位1~4#墩處于水中,且水深常年在1~2m左右,采用土袋圍堰筑島,用砂性土修筑一條長70m、頂寬8m的E形島,并壓實,平臺高于常水位1.0m,填土外部按1:1.5放坡采用編織袋砂性土填筑,以防沖刷。在0#臺與1#墩之間留了一條5m寬的泄水道。
1.2 機具的選擇
目前常用的鉆具有旋轉鉆、沖擊鉆及沖抓鉆3種類型。旋轉鉆主要用于粘質土、砂土、礫、卵石粒徑小于鉆桿內徑2/3,含量少于20%的碎石土;成孔直徑80~250cm,成孔深度一般不大于50m。
沖擊鉆主要用于巖土類的樁,也有用于其他土類的樁基施工;成孔直徑80~200cm,成孔深度一般不大于50m。
沖擊鉆主要用于淤泥、粘質土、砂土、礫石及卵石。成孔直徑60~150cm,成孔深度20~40m。
根據工程土質情況、樁基直徑、樁長選用合適的機械,本橋為5跨16米預應力空心板續(xù)橋面結構,總長度為92米,下部結構為連續(xù)梁樁基礎,設計樁徑為1.2米,樁長為45米。工程地質為河床1~5米為粘土和亞粘土,以下5~15米為淤泥質土中間夾有3~5米中粗砂夾層,16~20米為中砂層,21~48米含粗砂約10%的亞粘土。根據橋位所在的地質情況,采用回旋鉆機進行施工作業(yè)。
1.3 測量放樣
1.3.1 設置三角閉合導線控制網,使其符合施工規(guī)范要求,并對水準基點進行復測。
1.3.2 采用坐標法測定墩臺中線及樁位。
1.3.3 設置控制樁志,并加設護樁(所有護樁應設置于穩(wěn)固、通視的地方)。
1.3.4 對測量數(shù)據與直接丈量(鋼尺)進行互為較核,確認無誤并滿足要求,可采用測量數(shù)據。
1.4 埋置護筒
本橋護筒采用鋼板制作,滿足堅固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便并能重復使用的要求。護筒直徑為1.4m每節(jié)長度為2m。
護筒的作用:
(1)固定樁位,并作鉆孔導向。
(2)保護孔口,防止孔口土層坍塌。
(3)隔離孔內孔外表層水,并保持孔內水位高出施工水位以穩(wěn)定孔壁。
2 鉆進成孔
開孔時,應先啟動泥漿泵和轉盤,使孔內儲備一定數(shù)量的泥漿后,才開始鉆進。鉆進開始時,應低速慢進,當達到一定深度時,可采用中速鉆進,但遇砂層時,應放慢鉆速,并適當提高泥漿稠度。利用鉆錐不斷地提錐、落錐旋轉反復沖擊孔底及周土層,把土層中粘土泥砂擠向孔壁或打成碎渣,鉆渣懸浮于泥漿中,并通過泥漿泵的循環(huán)作用,使鉆渣溢出。在鉆孔過程中應防止坍孔、偏孔、鉆頭埋住或掉進孔內等事故,因此要注意下列各點:
(1)在鉆孔過程中,始終保持孔內外的水位差和泥漿濃度,以起到護壁固壁作用,防止坍孔。
(2)在鉆孔過程中,應根據地質勘探情況控制鉆進速度、調整泥漿稠度,防止坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆等情況發(fā)生。緩慢地鉆進,為保證樁的垂直度,我們在施工中加強檢校,出現(xiàn)偏孔,應馬上采取措施進行糾偏,如無法糾偏,則應封孔,重鉆。
(3)鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以避免坍孔,若坍孔嚴重應回填重鉆。
(4)升降鉆錐時,必須保持平穩(wěn),防止碰撞護筒、孔壁和掛鉤護筒底部,折裝鉆桿要迅速準確。
(5)鉆孔過程中應加強對樁位、成孔情況的檢查工作。終孔時應對樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底情況按質量標準進行檢查。合格后立即清孔、安放鋼筋籠、灌注砼。
3 清孔及吊裝鋼筋籠
清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的砼質量及承載力。清孔的方法:換漿清孔。鉆孔完成后不再進尺,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣,直至達到清理沉渣滿足要求(泥漿比重不大于1.05)。另外還有抽漿清孔和掏渣清孔的方法,可根據實際情況采用適合的方法。
清孔時要注意的要點:
(1)必須保持孔內水頭高度。
(2)灌注砼前孔底沉淀厚度不大于設計規(guī)定。
(3)不得用加深孔底的方法代替清孔。
鋼筋籠的制作應按設計要求預先分段焊成鋼筋骨架,用大噸位吊車或利用鉆架上的卷揚機吊入鉆孔內就位,校正鋼筋籠的位置并固定,防止灌注砼后鋼筋籠上浮。
4 灌注水下砼
終孔后待鋼筋籠安裝就位,接著安裝導管。導管內徑為30cm的鋼管,壁厚4mm,每節(jié)2m,另有調整節(jié),長度0.5~1.0m,最下面一節(jié)為4.9m,根據孔深確定導管長度。導管兩端用法蘭盤及螺栓連接,并墊橡皮圈保證不漏水。在澆注砼前必須檢查導管的密封性,確保導管密封不滲水。將導管居中插入到離孔底0.2~0.3m(不得插入孔底沉淀的泥漿中),導管上口接漏斗,并設隔水栓。待漏斗中砼儲備量足夠后,放開隔水栓,砼從漏斗底迅速下落,孔內水位驟漲外溢,說明砼灌入孔內。足夠數(shù)量的砼將導管內水全部壓出,并使導管下口埋入孔內砼內1.0m以上,隨著砼不斷通過導管灌入孔內,孔內初期灌注的砼及上面的水、泥漿不斷被頂托升高,不斷提升導管和拆除導管,直至鉆孔灌注砼完畢。
灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工最后一道關鍵性的工作,其施工質量嚴重影響樁的質量,必須注意以下幾點:
(1)砼材料的要求:認真做好水下砼配合比設計,砼必須具有良好的流動性及和易性,為防止卡管,碎石粒徑為1~3cm,最大粒徑不大于4cm。C25水下砼配合比:E032.5級水泥:河沙:碎石:水:減水劑=1:1.82:2.51:0.44:0.03。坍落度為200mm,每立方米砼水泥用量為420kg,水灰比為0.44(實際操作中水灰比為0.5),砂率為42%。坍落度為20mm。
(2)必須保證首批砼數(shù)量。為了保證首批砼能將導管內水全部壓出并滿足導管初次埋入深度的要求,應計算確定漏斗的最小容積。
(3)砼必須拌合均勻,盡可能縮短運距和減少顛簸,防止砼離析而發(fā)生卡管事故。
(4)灌注砼必須連續(xù)作業(yè),避免任何原因中斷灌注。砼的拌制和運輸必須滿足連續(xù)作業(yè)的要求。
(5)在灌注過程中,要隨時測量和記錄孔內砼高度和導管人孔乏度,以控制和保證導管埋入砼內有適當?shù)纳疃,防止導管提升過猛,管底提離砼面或埋入過淺,而使導管內進水造成夾泥斷樁,也要防止導管埋入過深,造成管內砼壓不出或導管被砼埋住不能提升,導致中止灌注而斷樁。埋管深度宜控制在2~4m。若鋼筋籠懸空,砼接近鋼筋籠底部時,為防止鋼筋籠上浮,一要放慢灌注速度,二是砼進入鋼筋籠1~2m時,適當提高導管,減小導管埋置深度和加大鋼筋籠下部的埋置深度。
(6)灌注的樁頂標高應比設計值預加一定高度,此范圍內的浮漿和砼應鑿除,確保樁頂砼質量。預加值為0.5~1.0m。待砼灌注完畢后扒出鋼護筒,及時清除多余的砼,但清理完后的砼還必須比設計高20cm,待砼達到強度后再鑿除至設計標高。(實際施工中可留3~5cm)。
(7)在灌注即將結束時,應核對砼灌入數(shù)量,確定所測砼灌注高度是否正確。
(8)養(yǎng)生,進行成樁檢測。
5 結語
隨著我國交通基礎設施建設的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點仍將被廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域。灌注樁屬于隱蔽工程,由于影響灌注樁施工質量的因素很多,對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴格要求。
參考文獻
[1]章云彪,薛錫之.大直徑橋梁鉆孔樁施工工藝方法的探討[J].深圳特區(qū)科技,2005-11-15.